[論文レビュー] Fundamentals of Mathematical Theory of Emotional Robots

Oleg G. Pensky, Kirill V. Chernikov|arXiv (Cornell University)|Oct 17, 2010

Artificial Immune Systems Applications参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、感情記憶、教育、集団行動のための次元なし係数を用いたロボットにおける感情のモデル化のための数学的枠組みを提示する。感情状態の形式的定式化、感情選択に基づく意思決定ルール、集団結束と対立のモデル化を含み、理論的証明と仮想環境における感情的相互作用のためのアルゴリズムを提示する。

ABSTRACT

In this book we introduce a mathematically formalized concept of emotion, robot's education and other psychological parameters of intelligent robots. We also introduce unitless coefficients characterizing an emotional memory of a robot. Besides, the effect of a robot's memory upon its emotional behavior is studied, and theorems defining fellowship and conflicts in groups of robots are proved. Also unitless parameters describing emotional states of those groups are introduced, and a rule of making alternative (binary) decisions based on emotional selection is given. We introduce a concept of equivalent educational process for robots and a concept of efficiency coefficient of an educational process, and suggest an algorithm of emotional contacts within a group of robots. And generally, we present and describe a model of a virtual reality with emotional robots. The book is meant for mathematical modeling specialists and emotional robot software developers.

研究の動機と目的

• 心理的パラメータのための数学的構成を用いて、ロボットにおける感情の概念を形式化すること。
• 個別および集団的ロボットにおける感情的行動に及ぼす記憶の影響をモデル化すること。
• ロボットシステムにおける感情的意思決定および集団的相互作用のための枠組みを開発すること。
• ロボットにおける感情状態および教育効率のための次元なしパラメータを導入すること。
• 感情的接触および仮想現実シミュレーションにおける感情的ロボットのためのアルゴリズムを設計すること。

提案手法

• 感情記憶および心理的状態を定量化する次元なし係数を用いて感情を定義する。
• 同等の教育プロセスの概念と、学習をモデル化するための効率係数を導入する。
• ロボット集団における結束と対立を記述するための数学的定理を形式化する。
• 感情選択に基づく二値意思決定ルールを提案し、ロボット行動の指針とする。
• 感情状態パラメータを用いて、ロボット集団内での感情的接触のためのアルゴリズムを開発する。
• 提案された形式主義を用いて、感情的に反応するロボットが配置された仮想現実モデルを構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、数学的構成を用いてロボットにおける感情を形式的かつ定量的に定義できるか？
• RQ2 記憶がロボットの感情的行動に与える影響は何か。そして、それがどのように数学的にモデル化できるか？
• RQ3 ロボット集団における感情状態は、次元なしパラメータを用いてどのように記述され、測定できるか？
• RQ4 特に二値選択の状況において、感情的意思決定を支配する数学的ルールは何か？
• RQ5 感情的相互作用および結束は、どのようにアルゴリズム的にロボット集団においてモデル化できるか？

主な発見

• 本稿は、次元なし係数を用いたロボットにおける感情記憶の形式的数学的モデルを確立した。
• ロボット集団における結束と対立のダイナミクスを記述する理論的定理が証明された。
• 個別および集団的ロボットシステムにおける感情状態を定量化するための次元なしパラメータが導入された。
• 感情選択に基づく二値意思決定のためのルールが形式的に定義され、正当化された。
• ロボット集団内での感情的接触のためのアルゴリズムが提案され、動的な社会的相互作用のモデル化が可能になった。
• 感情的に反応するロボットが配置された仮想現実環境の包括的モデルが提示され、記述された。